Influence of the microstructure of gums on the mechanical properties of silicone high consistency rubbers

This paper is devoted to the characterization and processing of high molar mass vinyl‐bearing polysiloxanes in high consistency silicone rubber (HCR) formulations. The molar masses of five different polydimethylsiloxane gums, bearing vinyl groups at the ends and along their chains, were evaluated by size exclusion chromatography and rheometry. ²⁹Si and ¹H NMR spectroscopy allowed the precise determination of the vinyl content and of the distribution in the different polymers. Typical HCRs formulated from these gums were heat‐cured to process silicone rubber materials that were then tested mechanically. The macromolecular properties were correlated to the final material network structure. The amount of reactive vinyl moieties, rather than their distribution along or at the end of chains, is a key parameter to tailor the material mechanical properties. © 2016 Society of Chemical Industry     

三元乙丙/氯磺化聚乙烯共混胶相容性研究

本文主要研究了三元乙丙橡胶(EPDM)/氯磺化聚乙烯(CSM)共混胶性能,通过添加增容剂氯化聚乙烯(CPE)和乙烯-醋酸乙烯酯(EVM)、交联助剂甲基丙烯酸锌(ZDMA)和三(甲基丙烯酸)三羟甲基丙烷酯(TMPTMA)来改善EPDM/CSM共混胶的相容性,对比分析EPDM/CSM共混胶的物性、动态力学性能和微观相态。结果表明,随着CSM用量的增加,CSM/EPDM共混胶拉伸强度明显下降,EPDM与CSM相容性不良;加入CPE、EVM、ZDMA、TMPTMA后,共混胶拉伸强度、撕裂强度都增加,硬度也都不同程度增大,加入ZDMA的共混胶拉伸强度提高最大;加入CPE、EVM、ZDMA、TMPTMA后,EPDM 与CSM共混胶的相容性稍有改善,共混胶阻尼曲线中间的“平台区”都有所下降;ZDMA改善EPDM/CSM共混胶相容性要比其它组分好。     

炭黑在沥青基短切碳纤维补强天然橡胶中的作用

研究炭黑及沥青基短切碳纤维表面臭氧改性对碳纤维填充天然橡胶(NR)硫化胶物理性能的影响。结果表明:臭氧改性后,碳纤维的涂覆层基本去除且表面粗糙度明显增加;碳纤维/NR复合材料拉伸断面中碳纤维表面光滑且与NR发生明显脱粘,复合材料物理性能较低;填充30份炭黑N330后,碳纤维/NR复合材料物理性能显著提高,炭黑/短纤维/NR复合材料和炭黑/臭氧改性碳纤维/NR复合材料的拉伸强度分别达到18.6和26.9 MPa,较碳纤维单独填充时分别提高了431%和627%;碳纤维与炭黑具有类似的微观结构,炭黑在碳纤维补强NR时起到桥梁作用,从而大大增强了两者间的界面强度。     

连续CF增强PEEK复合材料层压板的制备工艺

采用熔融浸渍法制备了连续碳纤维(CF)增强聚醚醚酮(PEEK)复合材料预浸带,并层压成型制备复合材料层压板。研究了成型温度、成型压力、成型时间、纤维含量等因素对复合材料层压板力学性能的影响。结果表明,在成型温度为370℃、成型压力为12 MPa、成型时间为70 min、纤维含量为61%的工艺条件下,连续CF增强PEEK复合材料层压板的力学性能达到最优值,弯曲强度和弯曲弹性模量分别达到(1 750.76±49.13)MPa和(107.54±6.35)GPa,层间剪切强度达到(100.04±6.88)MPa,缺口冲击强度为(84.44±1.54)k J/m2。随着冷却速率的增大,复合材料层压板的弯曲性能和层间剪切强度下降,而缺口冲击强度提高。SEM分析表明,复合材料层压板的界面粘结良好。     

淀粉/WPUR生物可降解塑料的制备与性能

以玉米淀粉与水性聚氨酯(WPUR)为主要原料,以甘油为增塑剂,采用熔融共混工艺制备了生物可降解热塑性淀粉塑料(TPS)/WPUR共混物。考察了TPS/WPUR共混物的微观结构、成型加工性能、力学性能和耐水性能等。结果表明,WPUR不仅有利于TPS的塑化和改善其熔体流动性,而且也有利于提高其拉伸性能和耐水性。     

湿法超声机械镀锌-铝层耐蚀性的研究

采用湿法超声机械镀设备制备了Zn-5%Al复合镀层。用多功能扫描电子显微镜及其配备的能谱分析仪观察并分析了复合镀层的形貌及成分,用划格法测试了复合镀层与基体间的结合强度,并用中性盐雾腐蚀试验法测试了复合镀层的耐蚀性。结果表明:湿法超声机械镀Zn-5%Al复合镀层表面平整、结合强度高、耐蚀性好,是一种综合性能优良的防护镀层。     

不同类型石英玻璃的振动能量损耗特性对比分析

石英玻璃相对于金属、晶体、陶瓷等大多数固体材料具有更小的机械振动能量损耗,是许多精密测量器件的首选材料。本文测试对比了四种类型(Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类)石英玻璃的振动能量损耗特性,从材料化学组分和结构缺陷方面分析了石英玻璃本征损耗的影响因素及作用机理。结果表明:Ⅰ类和Ⅱ类石英玻璃的本征损耗显著大于Ⅲ类和Ⅳ类石英玻璃,主要是由金属杂质含量高和气泡等级低造成的;羟基含量不是影响石英玻璃本征损耗的主要因素;表面损耗是石英玻璃器件振动能量损耗的主要来源之一,可以通过湿法刻蚀消除。     

(Ti0.25Zr0.25Nb0.25Ta0.25)C高熵陶瓷的制备、力学性能及氧化行为研究

本文通过对碳化物粉末进行放电等离子烧结(SPS),成功制备了(Ti_0.25Zr_0.25Nb_0.25Ta_0.25)C高熵陶瓷(HECs),系统研究了HECs的微观结构演变、力学性能和氧化行为。结果表明,单相HECs的形成温度为1 800 ℃,低于已报道的HECs烧结温度。1 900 ℃烧结的陶瓷晶粒细小,平均晶粒尺寸约7.5 μm,元素分布均匀,相对密度高达99.2%。1 800 ℃和1 900 ℃烧结的HECs的室温显微硬度值分别为30.9 GPa和33.2 GPa,断裂韧性值分别为(4.6±0.24) MPa·m^1/2和(4.5±0.31) MPa·m^1/2,高于大多数已报道的HECs。原位高温纳米压痕试验结果表明,HECs的硬度随温度的升高而降低,当温度达到500 ℃时,1 800 ℃和1 900 ℃烧结的陶瓷硬度分别下降到21.9 GPa和22.2 GPa,具有突出的高温稳定性。此外,HECs在温度低于500 ℃时无明显氧化,当温度超过650 ℃时会发生明显氧化,氧化速率随温度升高而增加。     

混杂纤维增强高强混凝土性能研究

为研究钢纤维、聚乙烯醇纤维混杂比例对高强混凝土性能的影响,通过合理设计坍落度试验、力学强度试验、收缩试验、抗裂试验、抗氯离子侵蚀试验,对比评价了纤维混杂比例对高强混凝土工作性、抗折强度、收缩性、抗裂性能以及氯离子渗透系数的影响。结果表明,钢纤维和聚乙烯醇纤维降低了新拌混合物的工作性。与单掺纤维相比,混杂纤维对高强混凝土力学性能改善效果不明显,但可明显改善混凝土抗裂性能,开裂面积抑制率最大为95.8%,同时能使高强混凝土收缩率和氯离子分别降低27.7%和66.5%,明显提高高强混凝土的耐久性能。通过扫描电镜试验分析探讨了纤维增强混凝土的作用机理,结果表明混杂纤维对基体内部结构的改善实现了对混凝土宏观性能的提升,最终推荐采用0.75%(体积分数)钢纤维和0.25%(体积分数)聚乙烯醇纤维。     

铁尾矿砂基环氧树脂透水材料力学性能及界面特性研究

利用固体废弃物制备透水材料是海绵城市发展新方向,而力学性能差成为固废基透水材料应用的难点之一。为解决该问题,设计了一类用铁尾矿砂作为骨料,环氧树脂作为胶凝材料的聚合物透水材料,研究了环氧树脂含量对透水材料力学性能和透水性能的影响,并探讨了纳米SiO₂、TiO₂、Al₂O₃和硅烷偶联剂KH-560等有机-无机材料对透水材料力学性能的影响。结果表明:当环氧树脂质量分数为6%时,可以得到兼顾力学性能和透水性能的透水材料,抗压、抗折强度和透水速率分别为17.5 MPa、5.3 MPa和1.12 mm/s;同时,当纳米SiO₂、TiO₂、Al₂O₃的添加量分别为环氧树脂的3%、4%、4%(质量分数)时,对透水材料力学性能的提升分别为33.1%、30.5%、28.6%,其原因是纳米粒子在透水材料受压过程中会吸收树脂基体中的部分能量,抑制或消除树脂中微裂纹的扩散;当硅烷偶联剂KH-560的添加量为环氧树脂的0.9%(质量分数)时,透水材料的强度可提升36.5%。SEM和FTIR分析表明,硅烷偶联剂KH-560对改善铁尾矿砂与环氧树脂界面具有显著作用。该研究对研发高性能的固废基透水材料具有重要意义。